【机械毕业设计】连杆盖工艺及夹具设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】.pdf

Generated by Unregistered Batch DOC TO PDF Converter 2012 4 816 1629 please register 目录 一 序 言 2 二 计算生产纲领 确定生产类型 2 三 零 件 的 分 析 2 四 选择毛坯 3 五 工艺规程设计 5 1 定位基准的选择 3 5 2 零件表面加工方法的选择 3 5 3 制定工艺路线 5 5 4 确定机械加工余量及毛坯尺寸 5 六 确定切削用量及基本工时 8 七 小 结 11 八 参考文献 11 三明学院 2 一 序言 本次课程设计的目的在于 1 培养学生解决机械加工工艺问题的能力 通过课程设计 熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识 正确 地解决一个零件在加工中的定位 夹紧以及工艺路线安排 工艺尺寸的确定等问题 保 证零件的加工质量 初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力 2 提高结 构设计能力 学生通过训练 能根据被加工零件的加工要求 选择高效 省力 经济合 理而能保证加工质量的夹具 提高结构设计能力 3 培养学生熟悉并运用有关手册 规 范 图表等技术资料的能力 4 进一步培养学生识图 制图 运算和编写技术文件等基 本技能 就我个人而言 我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次锻 炼 此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计 其中考察了定位基准的选 择 零件表面加工方法的选择 加工工艺路线的拟订及工序加工余量 工序尺寸 公差 等相关知识 历时半个月的设计加深了对所学知识的理解 有助于今后能够熟练地运 用于工作中 设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决 在此对老师表 示忠心地感谢 适应性训练 从中锻炼自己分析问题 解决问题的能力 为今后参加祖 国的 四化 建设打下一个良好的基础 由于能力有限 设计尚有许多不足之处 恳请老师给予指教 二 计算生产纲领 确定生产类型 此零件为连杆盖 由设计任务书要求 此零件为大批量生产 三 零件的分析 此零件为连杆盖合件之二 连杆盖 连杆盖的视图完整 尺寸 公差及技术要求齐全 此零件形状结构较为简单 零件各表面的加工并不困难 但是基准孔 81 0 021 0 mm 以及 小头孔要求表面粗糙度 Ra1 6 偏高 基本思路为先加工大头孔再以其为基准来加工小 头孔 在小头孔中间的大的沟槽需要用 R 6 7 m m 刀具去加工 同样在加工大头孔内表面的 沟槽时也要用特殊的 R 2 5 m m 的刀具去加工 此外还应该注意 1 该连杆盖为整体铸造成型 其外形可不在加工 铸件尺寸公差 铸件尺寸公差分为 1 6级 由于是大批量生产 毛坯制造方法采用金属模铸造 由机械加工工艺简明手册 三明学院 3 查得 铸件尺寸公差等级为 1 3 级 2 连杆大头孔对 A 基准的平行度公差为 0 0 1 m m 3 大头孔两端的台阶面对 B 基准的对称度公差为 0 3 m m 4 小头孔中间的沟槽 对基准 B 的对称度为 0 2 m m 5 铸件毛坯需要经过人工时效处理 6 材料 Q T 4 5 0 1 0 7 工序 1 2 采用 2 m m 的锯片铣刀加工 也可以改为线切割加工 该道工序使的连杆大孔 为一个不完整的半圆 若采用线切割可减小加工缺陷 但是采用铣刀可以节约加工时间 由 于加工为大批量生产所以采用铣刀加工 8 连杆大小头孔平行度的检验 可采用穿入专用心轴 在平台上用等高的 V 型块支撑连杆 大头孔心轴 测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值 其差值一半即为平行度误差 四 选择毛坯 在各类机械中 连杆盖为为传动件 由于其在工作时处于运动中 经常受冲击和高压载荷 要求具有一定的强度和韧性 该零件的材料选择 QT450 10 零件的轮廓尺寸不大 形状不 是很复杂 为大批量生产 从减少加工难度来说 经查机制工艺手册 毛坯采用铸造成型 因为零件形状并不复杂 虽为大批量生产 但为减小加工时的切削用量和提高生产效 率 节约毛坯材料 毛坯形状可以与零件形状接近 即外形做成台阶形 内部孔铸造出 毛坯尺寸通过确定加工余量后决定 五 工艺规程设计 1 定位基准的选择 该零件是带孔的盘状零件 孔是其设计基准 为避免由于基准不重合而产生误差 应 选孔为定位基准 即选 81 0 021 0 mm 孔及一端面为加工精基准 由连杆盖有孔 沟槽等都需加工 而孔作为精基准应先加工 因此选外圆及一端面为粗 基准 2 零件表面加工方法的选择 该零件的加工面有内孔 端面 小孔及槽等 材料为 QT450 10 参考有关资料 其加 三明学院 4 工方法的选择如下 毛坯的两端面应该互为基准加工 表面粗糙度为 Ra3 2 需粗铣 半精铣 大头孔 81 0 021 0 mm 内表面粗糙度为 Ra1 6 需进行粗镗 精镗 小头孔 20 0 023 0 内表面粗糙度为 Ra1 6 需进行扩 半精铰 大头孔内沟槽 表面粗糙度为 Ra6 3 一次成型磨即可 切割面 表面粗糙度为 Ra1 6 需精铣 两台阶面 底面为 Ra6 3 侧面为 Ra1 6 故采用粗铣台阶面后 对则面进行精 铣并保证距离尺寸 9 4 0 0 0 2 3m m 以及对称度 0 3 m m A 两个螺纹孔的加工 钻 铰孔 小头孔的大沟槽采用 R 6 7 m m 的成型铣刀去加工 大头孔内表面的沟槽采用 R25 的砂轮磨削 小头孔里面的够槽用精细的镗刀加工 在将连杆盖毛坯从大头孔中间切开的时候采用 2mm 的锯片铣刀 3 制定工艺路线 连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工 再进行孔 槽等加工 连杆的加工包括 各侧面和端面的加工 按照先加工基准面及先粗后精的原则 连杆盖加工可按下面工艺路线 进行 又因为此零件要求大批量生产 所以工序安排要求较集中 工序 1 铸造毛坯 工序 2 无损探伤 查是否有夹渣 气孔 疏松等缺陷 清理毛刺 飞边 涂漆 工序 3 人工时效处理 工序 4 划杆身中心线 以及大小头孔的中心线 工序 5 按线加工 精铣连杆大小头两平面 互为基准 加工中多翻转几次 至尺寸 43 0 20 0 36mm 工序 6 重划大小头孔中心线 并选择一个面为基面 工序 7 以基面定位 按线找正 粗镗大小头孔 分别为 78 0 0 5 m m 17 0 0 5 m m 工序 8 以基面定位 按线找正 精镗大头孔到 81 0 021 0 mm 并定其轴线为基准 A 工序 9 以大头孔 基面定位 借助侧面装夹工件 精镗小头孔至 20 0 023 0 mm 并保证中心距为 85 0 1 0mm 以及对基准 A 的平行度为 0 01mm 工序 10 磨大头孔内表面的沟槽 砂轮 R25mm 磨削深度 2 5mm 车倒角 1 45 度 三明学院 5 工序 11 以基面 侧面和小头孔定位装夹工件 按照大头孔的中心线用锯片铣刀将连 杆切开 并对连杆做好标记 工序 12 以基面 连杆体侧面和分割面装夹工件 铣削两个台阶面 保证台阶面的距 离为 94 0 0 023mm 深度 3 5 0 05 0 mm 以及对基准 A 的对称度为 0 3mm 钻两边的底孔 10mm 保证中心距为 110 0 1 5 工序 13 由钳工铰孔 2 M12 6H 工序 14 以连杆分割面 基面定位装夹 铣削沟槽 宽 15 0 15 0 05mm R67mm 的盘形铣刀 对基准 B的对称度为 0 01mm 工序 15 用微型铣刀铣内沟槽 直径 21 0 28 0 mm 宽 1 1 0 12 0 mm 两沟槽距离 37 0 15 0 mm 工序 16 车倒角 0 5 45 度 工序 17 检查各个部分的尺寸和精度 4 确定机械加工余量 及毛坯尺寸 1 确定机械加工余量 1 铸件质量 零件表面无明显的裂纹等缺陷 2 加工精度 零件除孔以外的各表面为一般加工精度 3 机械加工余量 根据铸件质量 形状 以及各个加工部位的要求毛坯尺寸和余量如 下 加工表面 基本尺寸 mm 毛坯尺寸 mm 单边总加工余量 mm 小头孔直径 20 10 5 大头孔直径 81 70 5 5 零件厚度 43 45 1 大头孔两端深度 3 5 0 1 75 铸造圆角 R3 R5 表 毛坯尺寸和余量 5 工序设计 1 选择加工设备与工艺装备 1 选择机床 三明学院 6 a 工序 10 16 是车倒角 该零件外廓尺寸不大 选用 CA6140 卧式车床即可 b 工序 05 12 为粗铣铣 精铣 由于加工的零件轮廓尺寸不大 故宜在普通铣床就可 以 选用立式铣床 X5020B 型铣床 c 工序 07 08 09 为粗镗 精镗 从加工要求及尺寸大小考虑 选用卧式镗床 T611A d 工序 10 是用 50mm 的砂轮去磨 需要组合夹具 用内圆磨床考虑到孔的大小用 M2110 内圆磨床 e 工序 11 因为要将连杆锯断 工件尺寸不是很大 用卧式铣床 X6012 f 工序 12 钻孔考虑孔的尺寸等技术要求 采用立式钻床 Z5125A g 工序 14 考虑到加工位置和技术要求需要用卧式铣床 X6012 h 工序 15 加工内沟槽 用微型镗刀加工 由于是回转体 采用车床 CA6140 2 选择夹具 组合夹具和普通的三抓 四爪卡盘就可以 3 选择刀具 在工序 10 需用到 R25mm 的砂轮 工序 15 需要刃口小于 1 1mm 的细小 镗刀 4 选择量具 本零件属于大批量生产 一般采用通用量具 选择量具的方法有两种 一是按计量器具的精确度选择 二是按计量器具的测量方法极限误差选择 a 各工序的量具见下表 工序 加工面尺寸 尺寸公差 量 具 05 10 14 15 43 0 16 分度值 0 02 测量范围 0 150 游标卡尺 07 78 17 0 05 普通游标卡尺 08 09 12 81 0 021 分度值 0 001 测量范围 0 150 游标卡尺 b 选择加工槽所用量具 均可选用分度值 0 02mm 测量范围 0 150mm 游标卡尺进行测 量 2 确定工序尺寸 1 确定圆柱面的工序尺寸 查表可以得出该零件圆柱表面的工序加工余量 工序尺寸 及公差 表面粗糙度见下表 工序双边余量 mm 工序尺寸及公差 mm 表面粗糙度 加工表面 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 三明学院 7 毛坯两侧面 1 0 5 43 5 0 02 0 02 43 0 20 0 36 6 3 3 2 大头孔 2 5 0 5 80 0 05 0 05 81 0 021 0 6 3 1 6 小头孔 2 5 0 5 19 5 0 05 0 05 20 0 023 0 6 3 1 6 台阶侧面 0 5 94 0 0 023 1 6 台阶底面 3 5 3 5 0 05 0 6 3 根据生产纲领和零件结构选择毛坯 零件毛坯材料选择为 QT450 10 生产类型为大量生产 采用铸造毛坯 毛坯两侧面的加工余量 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量规定为 1 mm 精铣两侧面 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 39 其余量值规定为 0 5mm 铸造毛坯的基本尺寸为 mm461243 根据 机械加工工艺手册 表 2 3 11 铸件 尺寸公差等级选用 CT7 再查表 2 3 9 可得铸件尺寸公差为 mm0 1 粗铣外圆根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT12 再查 互换性与技术 测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 300m 零件基本尺寸为 43 零件粗铣后的尺寸 46 2 44mm 零件精铣后的尺寸 44 1 43mm 精铣后的尺寸与零件图的尺寸相同 43 mm 大头孔的加工余量 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量规定为 2 5mm 精车孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 43 其余量值规定为 0 5mm 铸造毛坯的基本尺寸为mm7012581 根据 机械加工工艺手册 表 2 3 11 铸件 尺寸公差等级选用 CT7 再查表 2 3 9 可得铸件尺寸公差为 mm9 0 粗车端面根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT9 再查 互换性与技术 测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 100m 零件基本尺寸为 81mm 毛坯的名义尺寸为 mm7011081 粗车后的尺寸 mm080107 精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同 81mm 小头孔的加工余量 三明学院 8 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量规定为 2 5mm 精车内孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 48 其余量值规定为mm5 0 粗车内孔根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT12 再查 互换性与技术 测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 250m 零件基本尺寸为 20mm 毛坯的名义尺寸为 mm101920 所以工序尺寸为 粗车后的尺寸 mm19901 精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同 20mm 台阶底面 铣台端面 参照 机械加工工艺手册第 1 卷 表 3 2 23 其余量值规定为mm0 4 7 2 现取mm5 3 表 3 2 27 粗铣平面时厚度偏差取mm28 0 精铣台阶面使其加工尺寸为 mm 0 023 0 94 零件基本尺寸 134mm 钻孔 mm10 加工孔 1 8 12 管牙螺纹 毛坯为实心 不冲孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 71 现确定其余量为 g 确定铣小头沟槽的工序尺寸 精铣可达到要求 则该工序尺寸 槽宽 15 0 15 0 05mm 槽深 R67 粗铣时 为半精铣留有加工余量 槽宽双边余量为 2mm 槽深余量为 2mm 则粗铣的工序尺寸 槽宽为 13mm 槽深为 R65mm 的圆 将以上结果填入机械加工工序卡内 六 确定切削用量及基本工时 1 工序 5 精铣连杆大小头两平面 机床 立式铣床 X5020B 型 刀具 镶齿面铣刀 d 80mm D 22mm L 12 10 齿 铣削余量 Z 1 m m fz 1 m m 60min vr 三明学院 9 主轴转速 10001000 60 239 min 80 s v nr d 切削工时 12 10 10 50 5Lmm Lmm Lmm 12 10 1050 5 0 29min 239 m LLL t nf 2 工序 7 粗镗大小孔 机床 镗床 611 大孔 单边余量为 Z 4 m m min 35mv rmmf 5 0 4 p amm d 80mm 主轴转速为 1000 35 139 min 80 s nr 切削工时 12 10 10 44Lmm Lmm Lmm 12 10 1044 0 92min 139 0 5 m LLL t nf 小孔 Z 3 5 m m min 35mv rmmf 5 0 3 5 p amm d 20mm 主轴转速为 1000 35 559 min 20 s nr 切削工时 12 10 10 44Lmm Lmm Lmm 12 10 1044 0 22min 559 0 5 m LLL t nf 3 工序 8 精镗大头孔到 81 0 021 0 mm 机床 镗床 611 单边余量为 Z 1 5 m m min 20mmv rmmf 5 0 1 5 p amm d 80mm 主轴转速为 100020 80 min 80 s nr 切削工时 12 10 10 44Lmm Lmm Lmm 12 101044 1 6min 80 0 5 m LLL t nf 4 工序 9 精镗小头孔到 20 0 023 0 mm 机床 镗床 611 单边余量为 Z 1 5 m m min 20mmv rmmf 5 0 1 5 p amm d 20mm 三明学院 10 主轴转速为 100020 318 min 20 s nr 切削工时 12 10 10 44Lmm Lmm Lmm 12 10 1044 0 4min 318 0 5 m LLL t nf 5 工序 10 磨削深度 2 5mm 车倒角 1 45 度 6 工序 12 铣削两个台阶面 钻两边的底孔 铣削两个台阶面 立式铣床 X5020B 型 铣削余量 Z 3 5 m m fz 0 5 m m 3 5 p amm 40min vr 刀具 镶齿面铣刀 d 80mm D 22mm L 12 10 齿 主轴转速 10001000 40 159 min 80 s v nr d 切削工时 12 10 10 44Lmm Lmm Lmm 12 10 1044 0 8min 1590 5 m LLL t nf 钻两边的底孔 立式钻床 Z5125A 钻头直径mmD10 进给量取rmmf 2 0 切削速度为min 20 mv 所以钻床 转速min 637 10 201000 rnw 计算切削工时 mml5 20 3 1 mml mml2 2 所以 min 2 0 2 063